談談美國中小學理科教育（1）關於國際測驗成績 （上）

最近由於幾件事，美國中小學教育（特別是理科教育）問題又引起了人們的關注。首先是兩部關於教育的兩部記錄片問世：《等待超人》（Waiting for “Superman”）討論了學校和教學改革的種種問題；《無謂的競爭》（Race to Nowhere）批評目前教育中過度重視分數和競爭壓力太大的問題。這兩部紀錄片都引起了廣泛的關注和爭論。學校教育改革的“明星”Michelle Rhee在教育工會的打擊下辭職，也把教育改革的問題再一次提上議事日程（見從華府公立學校總監Michelle Rhee 的離職談起）。前不久，最新的國際測驗PISA成績揭曉，美國一如既往地處於中下水平。因為這次測驗是中國上海的學生第一次參加而且成績遙遙領先，所以在美國引起了極大震動。奧巴馬總統將其與五十年代蘇聯率先發射人造衛星相提並論。

美國教育的現狀和教育改革的方略是一個非常複雜而且討論多年的問題。我們華人作為家長對子女教育非常關心。但是對於教育問題的全局，討論甚少。其實教育不僅關繫到我們自己的子女，而且是影響社會公平進步，以至美國競爭能力的重大問題。而我們的親身經歷，往往限制在市郊優秀學區中。而那裡與美國的其他地方有很大的不同。在這一系列的文章中，我試圖對中小學理科教育的一些議題做個介紹。在很多問題上我了解很少，沒有自己的觀點，只能介紹一下各方面的立場，特別是“非主流”的立場。這裡說的“理科”，指科學，技術，工程和數學，也就是美國人說的STEM。

在這一篇中，我們先從國際測驗成績談起，看看美國中小學教育在世界上的地位。評估各國中小學教育程度的國際測驗很多，其考察內容和參加國家都不同。人們談得比較多的主要有兩個。一個是Trends in International Mathematics and Science Study (TIMSS)。這個測驗針對4年級和8年級的學生，偏重知識掌握程度。2007年，48個國家參加了測驗。另一個是Programme for International Student Assessment (PISA)。這是國際經合組織（OECD）住持的測驗，參加者為OECD成員國，是世界上相對比較發達的市場經濟國家。測驗的對象是15歲的學生，題目還包括知識應用能力。關於美國在這兩個測驗中的表現，有相當詳細的分析報告【注一】，【注二】。

總的說來，美國在參加國家中的成績屬於中等，與領先者（中國，日本，新加坡等）差距相當大。TIMSS的成績略好於平均值，而且相對表現歷年來變化不大（然而有些其他國家，包括新加坡，有過很大起伏）。如果把學生分為好，中，差三等的話，美國的“好”學生相對其他國家有更好的表現（當然還比不過新加坡，台灣，香港等地）。美國的“中，差”學生在世界上屬於中等水平。美國不同種族學生之間存在差距，但這個差距似乎在縮小。而且美國各個城市的學生中也有很大差別。有些地區的學生在國際上不算差了。在PISA測驗中，美國各個層次的學生表現都在平均值以下一點。當然與上海的差距是巨大的。

顯然，美國學生的成績與美國“經濟強國”的身份很不相稱。這也是令人憂心忡忡的原因。然而，這些測驗成績能不能看成是對美國教育質量的“判決”呢？在這方面，也有不少異議。需要注意的是：以下的討論不一定是針對以上兩個特定的測驗（TIMSS 2007）和（PISA 2010）。所以有些數據會與以上說的矛盾。

首先，有人提出，這些測驗的成績不能真正反映學生的水平【注三】。主要原因有：各國教學內容不同，例如美國中學一般不教微積分；學生對象也可能不同，如美國中學畢業生一般是17歲，而有些國家是21歲；學生選擇方式不同，美國是從全人口中抽取的樣本，而許多其他國家排斥了少數民族，移民和貧窮地區；在題目選擇上，各國文化不同，而美國在爭取適合自己的題目這個問題上比其他國家花的力氣少。這些聽起來有根有據，可惜沒有定量的分析：這些因素能不能完全解釋美國的差距？

另一個分析，就更定量一些【注四】。因為各國的分數其實很接近，精確的排名沒有統計意義。所以作者不是看美國的排名，而是把所有國家分成三類：好於美國的，與美國差不多的，和差於美國的。在各項指標中，與美國差不多的國家總是占多數。而美國的表現與G7中的西方國家平均值很接近。所以看來美國與“最好”國家的差距並非國與國的差距，而是亞洲國家與西方國家的差距。而且，美國白人學生的表現比西方各國要好得多。但是美國黑人和西班牙裔學生的表現很差。所以美國總體表現反映的不是學校問題，而是社會問題。

而且，美國的成績也有些“亮點“。在TIMSS歷年成績中，美國是少數幾個始終在平均以上的國家之一。而且美國的成績在穩步提高。其他國家只有（中國）香港和拉特維亞做到這一點。而且美國在文科方面表現更好。【注五】

所以，總的來說，美國在工業國家中並非如媒體常說的那樣“敬陪末座”，而是居於“主流”。當然，作為世界經濟超強，我們總希望美國處於領先地位。事實上，OECD在1990年的調查表明，所有國家，包括那些名列前茅的，都對自己的理科教育不滿意，希望進一步提高。所以這方面說來美國並不“孤單”。

讓我們退後一步問：美國改進教育，是不是應該以提高國際測驗中的成績為目標呢？反對這種說法聲音最大的，當數趙勇了（感謝萬維網友鶯歌燕語的推介）。趙勇是美國密西根州立大學的教授，專業是教育學和中美交流。他的書《追趕還是開創》（Catching Up or Leading the Way）就是討論在全球化條件下應該有怎樣的教育。在中國長大的趙勇教授認為，中國那樣注重知識灌輸，注重分數的教育方法是不可取的。事實上中國，日本，韓國，新加坡等國家都在試圖改變他們的教學方式。目前中國就面臨教育不適應經濟需要的問題：一方面大批大學畢業生找不到工作，一方面外資企業主管反映在中國找不到合乎要求的員工。這次PISA測驗中上海取得了優異成績，但中國國內的反應卻相當謹慎【注十】。而美國的長處在於鼓勵熱情和創造力，鼓勵兼收並蓄而不是單一標準下的排名。現在美國的“教育改革”太注重分數成績，走上了歧途。而且從技術勞工市場看，中國，印度的勞力成本比美國低得多。所以即使美國學生的成績與中國人一樣好，也不能維持目前的生活水平。趙教授認為，在全球化的世界上，學生最需要的能力是：人際關係，美感等“軟能力”，全球範圍的知識和視野，超越邏輯分析的創造能力，以及對不同文化的認知和接受。他的演講可以在網上找到【注五】。但是另一方面，作為政府和民間改善教育的努力，我們的確需要一個標尺來衡量現狀和進步，並以此來評估學校的成績。如果不用測驗，又用什麼呢？至今並沒有更好的手段。

有關文章：
完整大腦與後信息時代 《A Whole New Mind》讀後 ;


成功有秘訣嗎？《超人》讀後


從華府公立學校總監Michelle Rhee 的離職談起


育兒漫談：“高指標人”和“多情趣人”

鶯歌燕語：美國的教育走偏了嗎？

【一】 HIGHLIGHTS FROM TIMSS 2007, http://nces.ed.gov/pubs2009/2009001_2.pdf
【二】 Strong Performers and Successful Reformers in Education: Lessons from PISA for the United States, OECD 2010, www.oecd.org/dataoecd/32/50/46623978.pdf
【三】 Christopher H. Tienken, “Common Core State Standards: I Wonder?”, Kappa Delta Pi Record, http://www.kdp.org/publications/pdf/record/fall10/Record_Fall_2010_Tienken.pdf
【四】 E. Boe and S. Shin, “Is the United States Really Losing the International Horse Race in Academic Achievement?”Phi Delta Kappan May 2005 Vol. 86, no. 9, 688-695, http://repository.upenn.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1004&context=gse_pubs
【五】 Lowell, B. L. & Salzman, H. Into the Eye of the Storm: Assessing the Evidence on Science and Engineering Education, Quality, and Workforce Demand (Urban Inst., Washington DC, 2007) http://www.urban.org/UploadedPDF/411562_Salzman_Science.pdf